MADRID, 28 Oct. (@CIENCIAPLUS) -
Una nueva idea sobre el origen de la vida compleja ha dado la vuelta a las teorías actuales. Este trabajo de Buzz y David Baum, publicado en la revista 'BMC Biology', explica su hipótesis 'dentro-fuera' de las células eucariotas y cómo se ha formado toda la vida multicelular --incluyendo al ser humano-- a través de la evolución.
Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo cómo unas simples células procariotas, como las bacterias, que son poco más que un saco unido a una membrana, han terminado evolucionando en células eucariotas más complejas, que contienen numerosos compartimentos de membrana interna. Estos compartimentos incluyen el núcleo, que contiene información genética en forma de ADN; el retículo endoplásmico, que desvía proteínas y lípidos alrededor de la célula; y las mitocondrias que actúan como potencia de la célula.
Las mitocondrias también contienen su propio ADN distinto, que es un buen indicador de que una vez fueron organismos separados. El problema es que nadie ha identificado las células eucariotas que son intermedias en complejidad, por lo que es mucho más difícil saber la forma en que evolucionaron.
En la actualidad, la teoría más aceptada es que las mitocondrias derivan de una bacteria que fue engullida por un archaeon (plural de arqueas), un tipo de células procariotas que se parece a las bacterias, pero que tiene muchas diferencias moleculares. Los sistemas de membranas eucarióticas, incluyendo la envoltura nuclear, se formó dentro de los límites de esta célula archaeal, a través de la invaginación --formación del repliegue de un tejido-- de la membrana externa.
Esto encaja con muchos datos actuales, pero también implica algunas contradicciones. Lo más significativo, que no se conoce que haya células arqueas que puedan llevar a cabo un proceso de invaginación. Por otra parte, parece poco probable que las mitocondrias fueran engullidas ya que requeriría una gran cantidad de energía, que en las eucariotas es proporcionada por las mitocondrias. La probable inmersión también requiere lípidos mitocondriales derivados.
UN CAMINO GRADUAL
David Baum ha explicado que los eucariotas surgieron de una relación simbiótica entre los dos tipos de células. "Las bacterias que se convirtieron en las mitocondrias y una célula huésped, arqueas, o un pariente cercano de las arqueas, que se convirtió en el citoplasma y núcleo", ha apuntado.
Esta simbiosis explica el origen de las mitocondrias, pero los expertos se preguntan qué pasa con otras estructuras de eucariotas, sobre todo el núcleo. La teoría de 'dentro-fuera' proporciona un camino gradual por el cual las células eucariotas podrían haber evolucionado.
Según los científicos, la primera etapa se inició con una célula bacteriana cuya membrana externa formas salientes, a los que han llamado "ampollas", y que forman el exterior de la célula. Estas protuberancias atrapan bacterias de vida libre --similares a las mitocondrias-- entre ellas.
Gracias al uso de la energía obtenida al entrar en estrecho contacto con las bacterias (y el uso de lípidos derivados de ellas), las células fueron capaces de conseguir ser más grandes y ampliar el tamaño de sus ampollas.
Por su parte, los lados de las vesículas, formadas por el retículo endoplasmático, y sus superficies interiores forman la membrana externa del núcleo, con la membrana externa original de archaeon al convertirse en lo que ahora es la membrana nuclear interna. Finalmente, la fusión de ambas vesículas conduce la formación de la membrana plasmática. Y el resultado es la célula eucariota como se conoce hoy en día.
CONTRASTES ENTRE TEORÍAS
David Baum ha explicado las diferencias entre las teorías anteriores y la de 'dentro-fuera' utilizando una metáfora: Una célula procariota puede ser pensada como una fábrica compuesta por un edificio grande, abierto, en la que los gerentes, maquinistas, empleados de correos y conserjes, trabajan codo con codo. En contraste, una célula eucariota es como un complejo de la fábrica, compuesto por varios espacios de trabajo conectados: una sola sala de control y se especializan las salas de recepción, fabricación, transporte o eliminación de residuos.
A su juicio, las teorías tradicionales proponen que la fábrica compleja surgió cuando las particiones fueron construidas dentro de un único edificio, por el contrario, su teoría apunta a que se añadieron una serie de extensiones en torno a un edificio central original, mientras que otras funciones se trasladaron a nuevos barrios especializados.
